传感器习题答案

1 第一章 思考题与习题

1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？

答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）。

2、传感器动特性取决于什么因素？

答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节（接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量（正弦、阶跃、脉冲等）其动特性和性能指标不同。

3、某传感器给定相对误差为2%FS，满度值输出为50mV，求可能出现的最大误差δ（以mV计）。当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。

已知：FS%2, mVyFS50；求：δm=？

解：

∵ %100FSmy；

∴ mVyFSm1%100

若: FSFSyy211 则: %4%100251%1001FSmy

若: FSFSyy812 则: %16%10025.61%1002FSmy

由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。

4、有一个传感器，其微分方程为xydtdy15.03/30，其中y为输出电压（mV），x为输入温度（0C），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k。

已知：xydtdy15.03/30；求：τ=？，k=?

解：将xydtdy15.03/30化为标准方程式为：xydtdy05.0/10

与一阶传感器的标准方程：kxydtdy 比较有：

)/(05.0)(100CmVks

5、已知某二阶系统传感器的自振频率f0=20kHz,阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。

1 一、填空题

1.传感器的组成是：传感器通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成。

2.传感器按被测量分类为：物理量、化学量、生物量传感器。

3.传感器按转换原理分类为：结构型、物性型和复合型传感器。

4.弹性敏感元件的类型分为：变换力的弹性敏感元件和变换压力的弹性元件

5.传感器的误差特性分为：线性度、迟滞、重复性、零漂和温漂等。

6.线性位移传感器与弹性敏感元件或其他变换机构组合，可构成速度、加速度、力、压力、流量、液位等各种物理量的传感器。

7.应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片、应变电桥组成。

8.应变式传感器广泛应用于应变、荷重、压力和加速度等机械量的测量。

9.电位器传感器能测量的物理量有：

直线位移、角位移、压力、液位、高度等。

10.电容式传感器原理上可分为：

变极距式、变极板间面积式、变极板间介质式。

11.电感传感器与弹性敏感元件组合可检测：

振动、压力、应变、流量和比重等。

12.电涡流式传感器能测量的物理量有：

测量位移、厚度、振动、速度、流量和硬度等。

13.常见的压电材料有：石英晶体、压电陶瓷、高分子压电材料。

14.超声波探头按原理分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，

15.霍尔传感器由霍尔元件、磁场和电源组成。

16.霍尔集成电路分为：线性型和开关型两类。

17.外光电效应可生成的光电元件有光电二极管、光电倍增管、紫外线传感器。

18.内光电效应可生成得光电元件有：

光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏晶体管、光敏晶闸管。

19.光电检测需要具备的条件是：光源、被测物和光电元件。

20.光电传感器的类型有：

被测物发光、被测物反光、被测物透光、被测物遮光。

21.激光器常按工作物质进行分类为：

固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器。

22.光纤传感器由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤)、光接收器、信号处理系统及光纤构成。

23.光纤位移传感器的特性性曲线分为：前坡区、峰值区和后坡区。

传感器原理及其应用习题

第1章 传感器的一般特性

一、选择、填空题

1、 衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____

等。

2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成， 是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。

3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。

4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为 粗大 、 系统 和随机误差三类，其中 随机误差 可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。

5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________,

其工作频带越宽。

6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为 、 、 、 。

7、非线性电位器包括 和 两种。

8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。

A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件

9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。

A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤

10、属于传感器静态特性指标的是（D ）

A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性

11、衡量传感器静态特性的指标不包括（ C ）。

A. 线性度 B. 灵敏度

一、选择题

1、属于传感器静态特性指标的是（A）

A、灵敏度B、阻尼比C、临界频率D、固有频率

静态特性指标：

灵敏度 滞差（回程误差） 重复性

有时候也会把量程归纳到静态特性里面

2、在下列位移传感器中，既适合于测量大的线位移，又适合与测量大的角位移的是（C）

A、电容式传感器 B、电感式传感器 C、光栅式传感器 D、电阻应变式传感器

电容传感器，电感式传感器和电阻应变式传感器一般用在位移量小的场合。

光栅式位移传感器多用于大位移量的测量。

3、当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为（B）

A、压阻效应 B、压电效应C、应变效应D、霍尔效应

压阻效应是引起电阻率变化

压电效应是引起电荷变化

应变效应是引起电阻变化

压磁效应是引起磁导率变化

霍尔效应的对象是半导体，产生霍尔效应的变化

4、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（C ）

A、温度B、温度差C、绝对湿度D、相对湿度

湿敏元件只能用于湿度的检测

氯化锂湿敏元件检测的是相对湿度

半导体陶瓷湿敏元件是检测相对湿度

热敏电阻式元件用于检测绝对湿度

5、便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和（ A ）

A、RC网络组成B、LC网络组成C、RL网络组成D、RLC网络组成

有源滤波器是由运算放大器和RC网络组成的

有源滤波器包括：

一阶低通滤波器 二阶低通滤波器

一阶高通滤波器 二阶高通滤波器

带通滤波器 带阻滤波器

6、适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是（ B ）

A、转速B、温度C、厚度D、加速度

红外传感器是利用外敏感器件测得红外光的变化以确定待测非电量

红外光器件分为量子型和热释电型两类

8、欲检测金属表面裂纹采用的传感器是( B )

A、压磁式B、电涡式C、气敏式D、光纤式

9、欲测量应力选择的传感器是( A )